计算机的组件可以分为两类:网络节点和通信链路。网络分为端节点和转发节点。端指源和汇节点,如用户主机和用户终端;转发节点是指在网络通信过程中控制和转发信息的节点,如交换
计算机的组件可以分为两类:网络节点和通信链路。网络分为端节点和转发节点。端指源和汇节点,如用户主机和用户终端;转发节点是指在网络通信过程中控制和转发信息的节点,如交换机、路由器等。通信链路是节点之间信息传输的通道,传输介质主要有电话线、双绞线、光纤、微波等。通过通信链路连接节点形成的计算机网络如下图所示。
在上图中,虚线框外的部分称为资源子网。资源子网包括拥有资源的用户主机和请求资源的用户终端。都是端节点,一般指计算机主机、服务器等。虚线框中的部分称为通信子网,其任务是在端节点之间传输信息报文,主要由转发节点和通信链路组成。按照APPA网络的术语,转发节点统称为接口消息处理器(IMP)。IMP是一种专用于通信的计算机,一般是交换机、路由器等网络设备。当一个IMP收到一个消息时,它会根据消息的目的地址决定是将其提交给与其连接的主机,还是将其转发给下一个IMP。这种通信方法称为存储转发通信。
通信子网中转发节点的互连方式称为子网的拓扑结构。有六种基本的网络拓扑结构:1 .总线拓扑;2.星形拓扑;3.环形拓扑;4.树形拓扑,5。网状拓扑;6.混合拓扑。
总线网络拓扑
B型结构是将所有网络设备通过相应的硬件接口直接连接到一条公共的物理传输线上。网络中的所有站点共享一个数据通道,所有数据都发送到同一条线路。由于节点是通过电缆直接连接的,总线拓扑中所需的电缆长度是最小的,但总线只有一定的负载能力,所以总线长度是有限的,一条总线只能连接一定数量的节点。总线拓扑图如下:
优点:结构简单,布线容易,成本低,易于扩展;多机共用一个传输信道,信道利用率高;一个站点的故障一般不会影响整个网络。缺点:只能两台电脑同时通讯;所有数据都需要通过总线传输,成为整个网络的瓶颈;故障诊断困难;另外,由于通道共享,连接的节点不能太多,总线本身的故障会导致网络瘫痪。应用:局域网,实时性要求不高的环境。星形网络拓扑
星型结构是一种以中心节点为中心,连接若干外围节点的放射状互连结构。例如,集线器或交换机被用作网络中的中心节点,连接到网络的其他计算机工作站、服务器和其他节点直接与中心节点相连。中心节点采用分时或轮询方式为联网机器服务,所有数据都必须经过中心节点。星形拓扑图如下:
优点:结构简单,连接方便,管理维护相对容易,扩展性强;一个站点出现问题不会影响整个网络的运行。缺点:中心节点是全网的可靠瓶颈,中心节点失效会造成全网瘫痪;每台网络接入机都需要物理线路与中央处理器互联,线路利用率低。应用:局域网、广域网。环形网络拓扑
网络接入设备通过中继器连接到网络,每个中继器只有与两个相邻中继器的直接物理线路。环网中的数据传输是单向的,一个中继器发送的数据只能被另一个中继器接收和转发。所有转发器及其物理电路形成一个环形网络系统。环形拓扑图如下:
优点:结构简单,信息流在网络中沿固定方向流动,两个节点之间只有一条路,简化了路径选择的控制;实时性好,信息在网络中传输的最大时间是固定的。缺点:闭环,不方便扩展;可靠性低,环网中的每个节点都成为网络可靠性的瓶颈,任何一个节点失效都会造成网络瘫痪;单个环形网络中的节点数量是有限的。应用:局域网,实时环境。最著名的环形结构网络是令牌环网。树形网络拓扑
树型拓扑是由总线型拓扑演化而来,其形状像一棵倒置的树,根在上,根下有分支,每个分支还可以进一步分支。树形拓扑是一种层次结构,节点之间是层次连接的,信息交换主要发生在上下节点之间,而数据交换一般不在相邻节点之间或同一层的节点之间进行。树形拓扑图如下:
优点:网络中节点扩展方便灵活;易于维护和故障隔离。缺点:根节点依赖性强,一旦失效,整个网络无法正常工作。适用于:局域网环境。网状拓扑
通过使用由专门从事数据通信和传输的节点机构组成的网状网络,网络接入设备直接连接到节点机器进行通信。网状网络通常使用冗余设备和线路来提高网络的可靠性。因此,节点计算机可以根据当前的网络信息流有选择地向不同的线路发送数据。网络结构图如下:
优点:网络可靠性高,一般通信子网中任意两个节点之间有两条或多条通信路径;良好的可扩展性。缺点:网络结构复杂,成本高,不易维护。应用:主要用于地理范围大、主机多的环境,常用于构建广域网。混合网络拓扑
混合网络拓扑是指同时使用上述五种网络拓扑中的两种或两种以上的网络拓扑。它可以互补网络的基本拓扑结构。